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喷泉
喷泉是利用水泵将水喷洒成特定形态的水表演艺术。水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，将池中的水不断"吸"上来，水泵转速恒定时，喷出的水柱高度稳定。
音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，用以改变输入电机的电源频率；电源频率的改变使水泵的转速发生变化，达到调节水柱高度的目的。水泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，流量指水泵单位时间内喷出水的体积，扬程指水泵能将水提升的高度。
图甲所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片，喷泉使用的水泵的部分参数如表一，模型悬停在空中时，水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二。
表一 |
|
额定转速n |
2900r/min |
额定流量Q |
0.04m 3/s |
额定扬程H |
8m |
额定功率P |
7.5kW |
表二 |
|||||
速度v/m•s ﹣ 1 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
6.0 |
质量M/kg |
3.0 |
6.0 |
12.0 |
12.0 |
12.0 |
流量Q/m 3•s ﹣ 1 |
0.03 |
0.03 |
0.04 |
0.03 |
0.02 |
（1）欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过 传入人耳的；水泵的叶轮中心区形成真空时，水池中的水在 的作用下不断地进入水泵内。
（2）下列关于喷泉的有关说法，正确的是 。
A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是由光的反射引起的
D．音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速
（3）某喷泉装有四台参数如表一的水泵。第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍，则此时扬程为 m；第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，则这次调试过程四台水泵消耗的电能为 kW•h。
（4）分析表二数据，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量为 m 3/s，水泵每秒喷出水的质量为 kg。
（5）如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路，AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压U AB．定值电阻R＝2Ω，D为电子元件，当U AB＜6V时，D两端的电压U D等于输入电压，U AB≥6V时，U D保持6V不变。当R的电功率满足P R≥8W时，水泵启动喷水。则t＝3s时电阻R的电功率为 W；该电路工作20min，喷水时间共为 s。
如图所示，滑动变阻器 的最大阻值为 ，将其滑片移到 端，闭合开关 ，电流表的示数为 ，小灯泡的实际功率为 ，闭合开关 ，将滑动变阻器滑片移到 端，小灯泡恰能正常发光。不考虑灯丝电阻的变化，电源电压恒定，求：
（1）小灯泡的阻值和电源电压；
（2）小灯泡的额定功率；
（3）滑动变阻器 的最大功率。
2020年6月20日，我国自主设计和建造的“海斗号”载人潜水器，成功下潜到太平洋“马里亚纳海沟”10000米深处。创造了载人潜水器海水深潜的世界纪录。潜水器由双层船壳构成，外层与海水接触，外壳选择了钛合金作主材，潜水器在上浮和下潜时，其体积是一定的。潜水器近似可以看作长方体，其规格：长 、宽 、高 。该潜水器悬浮在海水中时总质量为 （海面大气压 ， 。
（1）假设海水密度不随深度变化，质量不变的潜水器在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）“海斗号”悬浮在海水中，求所受到的浮力；
（3）载人潜水器在10000米深处，其上表面受到的压力约为 ，求海水的密度。
我们在实验室常用如图，测量待测电阻 的电阻值。小丽同学说：在电路中，电压表可以当成断路，电流表可以当成短路，根据欧姆定律得到 ，正确读出两个表的读数，就可以精确测量出待测电阻 的电阻值。你认为这种说法是否正确？如果不正确，请判断测量值比真实值偏大还是偏小？通过学过的知识，解释偏大、偏小的原因。
如图所示，处于水中的点光源 ，发出一条光线从水中斜射入空气。
（1）在图中作出这条入射光线的反射光线与折射光线的大致位置；
（2）画出关于水面所成像的位置点；
（3）光在真空中的传播速度为 。
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探索月球背面
2018年12月8日，我国嫦娥四号和巡视器（月球车）组合体发射升空，经历20多天的漫长旅程，终于在2019年1月3日着陆月球背面并成功分离。月球车首次近距离拍摄了月球背面照片，并通过卫星传回地面，月球车也因此被命名为“玉兔二号”。图1是“玉兔二号”在月球背面留下的第一道印迹。嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆还是人类首次，踏出了全人类在月球背面的第一步。
人类从地球上直接观看月球，只能观测到一面，看不到月球背面。为什么总看不到月球背面呢？月球围绕地球公转的同时也在自转。万有引力定律告诉我们：地球和月球之间存在相互作用的引力，月球上离地球越远的位置，受到地球的引力越小。如果月球自转的周期与公转的周期不相等，月球上同一部分受到地球的引力就会发生变化，这导致月球不同岩石之间产生摩擦，逐渐减慢自转的速度，最终使得月球自转与绕地球公转的周期相同，因此总是同一面朝向地球。
（1）嫦娥四号需要的能量主要由太阳能电池板提供，太阳能电池板工作时是将 能转化为电能；
（2）物体在月球上所受“重力”是在地球上所受重力的六分之一，“玉兔二号”在地球上对地面的压强是其对月球表面压强的 倍（假设接触面积不变）。但是因月球表面较软，所以印迹较为明显（如图1）；
（3）如图2所示，如果 和 是月球上两块质量相同的岩石，它们受到地球的引力分别为 和 ，那么 （填“大于”“小于”或“等于”）。
